D’où vient le son des bols chantants? Comment est il produit?

Les bols chantants de cristal sont de tailles différentes, de diamètres différents, d’épaisseurs différentes. Selon ses caractéristiques physiques, chaque bol produit une note précise (ex: do, do#, ré, mi, sol#,sol…) et une hauteur précise: plutôt grave ou plutôt aigu. Il existe donc une grande variété de notes possibles car chaque jeu de bols est unique.

« Le son est une sensation auditive provoquée par une vibration»

Un son met en jeu plusieurs facteurs:

• une source qui produit une vibration
• un milieu «élastique» qui propage la vibration
• notre système sensoriel qui reçoit le son
• notre cerveau qui analyse l’information reçue

1) La source: C’est quelque chose qui vibre: cordes d’un violon, colonne d’air d’un instrument de musique à vent, cordes vocales…

La vibration provient de différentes interactions: un choc en frappant, un frottement, une variation de pression…

Dans le cas des bols chantants en cristal givré, la face interne est lisse mais la face externe est rugueuse. La baguette avec laquelle on joue est de deux types: soit c’est un tube couvert d’une suédine – de la peau retournée, comme du cuir – soit c’est un maillet en bois munis d’une extrémité en caoutchouc. Ces deux matières assurent une adhérence à la surface du bol. C’est le frottement de la baguette sur le pourtour du bol qui produit une vibration. L’intensité varie en fonction de l’intensité du frottement. Tout le bol entre en vibration car il est posé sur un petit support de caoutchouc qui limite sa zone de contacte avec le sol tout en assurant une bonne stabilité. Selon la fréquence de la vibration produite, la note est différente.

2) Le milieu:

Production du son:  Une vibration produit dans le milieu une variation de pression. Un milieu ambiant doué de propriétés élastiques pourra la transmettre.

L’air est composé de nombreuses molécules dans des proportions différentes: environ: 21% d’Oxygène, 78% d’Azote, 0,9% d’Argon, puis du gaz carbonique: CO2 et beaucoup d’autres gaz en de très faibles quantités. cf: .wikipedia.org/wiki/Air

Sous l’effet de l’énergie mise en jeu au niveau de la source, la vibration provoque le déplacement des molécules du milieu ambiant qui s’entrechoquent avant de revenir à leur position d’origine. Ainsi les zones de compression et de dépression transmettent la vibration au milieu élastique en créant «une onde progressive longitudinale», l’onde sonore. L’air se met ainsi à vibrer.» in physique du son www.audio-maniac.com

Propagation: La vibration se propage plus ou moins vite selon le milieu.

Dans l’air calme, le son se propage dans toutes les directions à la vitesse de 331mètres par seconde (m/s), jusqu’à s’amortir complètement. cf:wikipedia.org/wiki/Son

«Dans l’eau le son se propage 4,5 fois plus vite que dans l’air.» www.spirit-science.com Alain Boudet

La vitesse du son est constante dans un milieu uniforme, elle est donc plus grande dans les solides que dans les gaz. «Ainsi dans l’acier, les vibrations se propagent de 5600 à 5900 m/s».

Les vibrations peuvent aussi se transmettre au niveau de nos os qui sont d’excellents conducteurs. C’est ce qui est utilisé dans le travail avec les diapasons, https://tpeosteophonie.wordpress.com/losteophonie/la-propagation-des-ondes-sonores-dans-les-solides/

Le son ne peut pas se propager pas dans le vide, exempt par définition de molécules pour transmettre la vibration.

Extinction:

Tout en se propageant, l’onde s’amortie en raison des pertes d’énergies liées aux interactions avec le milieu. Les sons aigus s’amortissent plus vite que les sons graves qui eux, portent beaucoup plus loin.

 

3) Le récepteur:

L’oreille est un organe sensoriel fantastique et complexe qui capte les vibrations, les amplifie, les transmet par le nerf auditif jusqu’à notre cerveau qui va pouvoir analyser les sons reçus. 

L’oreille externe: Le pavillon de l’oreille capte le son. Le conduit auditif l’amplifie grâce à un phénomène de résonance jusqu’au tympan qui se met à vibrer.

 

 

L’oreille moyenne: C’est la «caisse du tympan». Le tympan communique avec une série d’osselets. En vibrant, le tympan transmet la vibration aux osselets qui transmettent et intensifient l’onde sonore jusqu’à une paroi osseuse percée de deux trous: la fenêtre du vestibule et la fenêtre de la cochlée.

«Certains muscles peuvent avoir un réaction de protection en cas de son trop fort mais leur action est limitée et possède un temps de latence qui n’empêche pas les dommages causés par des sons forts et brusques»

L’oreille interne est appelée labyrinthe. Elle comprend un labyrinthe osseux et un labyrinthe membraneux. Leurs formes s’épousent parfaitement. Ils baignent dans des liquides qui amplifient les vibrations sonores reçues de l’oreille moyenne.

Le vestibule et les canaux semi circulaires gèrent notre sens de l’équilibre. Ils abritent les récepteurs captant les changements de position de la tête.

La cochlée est une cavité osseuse spiralée comme un limaçon. Ce «tuyau» est divisé intérieurement en trois cavités. C’est la partie centrale comprenant la membrane basilaire avec ses cellules ciliées qui constitue l’organe spiral de l’audition (organe de Corti).

Les cellules ciliées sont dotées de stéréocils en forme de «V» ouvert, et des ramifications du nerf cochléaire. Lorsque la membrane basilaire vibre avec force, les stéréocils passent d’une position ouverte à fermée ce qui modifie la libération de neuromédiateurs à l’origine de l’influx nerveux.

Ces cellules traduisent donc les vibrations en influx nerveux transmis par le nerf cochléaire , puis le nerf vestibulo cochléaire (nerf cervical VIII) jusqu’aux aires auditives du cerveau.

4)Traitement des sons par le cerveau:

Le traitement par le cerveau des stimuli sonores semble très complexe.

Nous pouvons détecter la hauteur d’un son car ce sont différentes régions de la membrane basilaire qui captent les sons graves ou aigus. «Les ondes de basse fréquence, les sons graves, résonnent vers le sommet de la cochlée. Les ondes de haute fréquence, c’est à dire les sons aigus, résonnent vers la base de la cochlée. Les signaux sonores sont donc traités mécaniquement avant même d’atteindre les récepteurs spécifiques des sons.» in: Anatomie physiologie humaine, Marieb Ed De Boeck université.

Nous pouvons détecter l’intensité d’un son car pour une même fréquence, les cellules ciliées n’ont pas la même sensibilité aux variations de pression.

Nous pouvons aussi localiser le son grâce aux comparaisons faites par le cerveau entre les signaux reçus par les deux oreilles.

L’analyse des sons par l’oreille est très fine. Quand on se trouve dans un concert par exemple, on peut parfaitement distinguer les sons des instruments, les voix, les bruits ambiants…le vibreur du portable ! La perception des sons relève d’un traitement analytique et non synthétique, comme c’est le cas pour la perception des couleurs.

Nous verrons dans un prochain articles ce qui caractérise les sons…

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Références : 

Merci à Mr Alain Boudet pour son travail sur les sons: www.spirit-science.com

Sur la physique du son:www.sonorisation-spectacle.org; www.audio-maniac.com; https://fr.wikipedia.org/wiki/Air ; wikipedia.org/wiki/Son

https://tpeosteophonie.wordpress.com/losteophonie/la-propagation-des-ondes-sonores-dans-les-solides/

Anatomie de l’oreille: Anatomie physiologie humaine, Marieb. Ed De Boeck Université; http://xavier.claudet.free.fr/audit.htm